Примерный перечень теоретических вопросов к экзамену по физике,
1 семестр 2017/2018 уч. года, группы 37а,б,в,п,ж, I курс ТЭФ
МЕХАНИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ.
1.1. Механическое движение. Границы применимости и основная задача классической механики. Механическая система.
1.2. Система отсчёта. Основная задача кинематики. Уравнения движения. Материальная точка и её реализация.Способы задания движения точки (векторный, координатный, естественный). Радиус-вектор. Траектория.
1.3. Перемещение. Мгновенная скорость. Модуль скорости и длина пути. Интегральные соотношения, связывающие перемещение и скорость, длину пути и модуль скорости. Средняя скорость. Средний модуль скорости (средняя по пути скорость). Импульс материальной точки.
1.4. Ускорение. Радиус кривизны и нормаль к траектории. Центр кривизны. Тангенциальное и нормальное ускорения. Интегральные соотношения, связывающие скорость и ускорение, модуль скорости и тангенциальное ускорение.
1.5. Прямолинейное и криволинейное движение. Равномерное движение (прямолинейное и по окружности). Равнопеременное движение (равноускоренное и равнозамедленное, прямолинейное). Движение с постоянным ускорением.
1.6. Законы Ньютона. Границы их применимости. Сила. Сложение сил. Инерция и инертность. Масса. Плотность.
1.7. Гравитация. Теория тяготения Ньютона. Принцип суперпозиции. Сила тяжести. Вес.
1.8. Деформация и упругость. Силы деформации и упругости. Малые деформации. Закон Гука.
1.9. Механические связи и силы реакции. Трение. Трение скольжения и покоя. Трение качения. Коэффициент трения.
1.10. Выталкивающая сила. Выталкивающая сила и сила тяжести. Условие плавания тел.
МЕХАНИКА АБСОЛЮТНО ТВЁРДОГО ТЕЛА.
2.1. Определение АТТ. Поступательное движение АТТ. Вращательное движение АТТ вокруг оси. Центр инерции. Система центра инерции. Полный импульс механической системы и скорость центра инерции. Теорема об изменении импульса. Движение центра инерции.
2.2. Угол поворота. Угловая скорость. Угловое ускорение. Связь линейной и угловой скоростей точки. Связь нормального и тангенциального ускорений с угловыми скоростью и ускорением.
2.3. Интегральные соотношения между кинематическими характеристиками вращательного движения. Равномерное вращение. Частота и период вращения. Число оборотов. Вращение с постоянным угловым ускорением.
2.4. Момент силы. Момент силы относительно центра и оси. Момент сил, действующих на механическую систему. Момент импульса. Момент импульса материальной точки относительно центра и оси. Момент импульса механической системы. Теорема об изменении момента импульса, где справедлива. Гироскоп.
2.5. Жёсткий ротатор. Траектории и скорости его точек. Момент импульса жёсткого ротатора относительно точки, расположенной на оси вращения. Момент импульса жёсткого ротатора относительно оси вращения.
2.6. Основное уравнение вращательного движения жёсткого ротатора. Жёсткий ротатор под воздействием сил (показать, какие силы вызывают вращение АТТ вокруг неподвижной оси, а какие - нет).
2.7. Момент инерции механической системы. Момент инерции АТТ относительно оси. Момент инерции материальной точки. Вычисление моментов инерции однородных АТТ: полого и сплошного цилиндра, диска, кольца, нити, бесконечно тонкого стержня, шара. Теорема Штейнера.
2.8. Центр тяжести. Условия равновесия АТТ. Плоское движение АТТ. Способы его описания. Мгновенная ось вращения.
ЗАКОНЫСОХРАНЕНИЯ В МЕХАНИКЕ.
3.1. Замкнутая система. Закон сохранения импульса. Сохранение проекций полного импульса системы.
3.2. Центральные силы. Закон сохранения момента импульса. Сохранение момента импульса относительно оси.
3.3. Работа. Работа постоянной силы при прямолинейном перемещении. Элементарная работа. Работа силы на конечном перемещении. Мощность. Мощность при равномерном совершении работы. Средняя мощность. Мощность при движении материальной точки. КПД механизмов. Золотое правило механики.
3.4. Силовые поля. Виды силовых полей: статическое, однородное, консервативное, потенциальное, гироскопическое, диссипативное, вихревое и безвихревое. Консервативные силовые поля. Потенциальная энергия, её однозначность. Потенциальная энергия и работа консервативной силы. Сила как градиент потенциальной энергии. Потенциальная энергия взаимодействия. Потенциальная энергия системы.
3.5. Кинетическая энергия материальной точки и механической системы. Кинетическая энергия материальной точки как однозначная функция импульса.
3.6. Поле тяжести. Потенциальная энергия материальной точки в поле тяжести. Поле упругости. Потенциальная энергия упруго деформированного тела.
3.7. Кинетическая энергия жёсткого ротатора. Работа и мощность силы при вращении вокруг закреплённой оси. Полная кинетическая энергия АТТ.
3.8. Энергия. Формы энергии. Неконсервативные силы. Полная механическая энергия системы. Диссипация энергии. Диссипация механической энергии. Под действием каких сил происходит? Диссипативный характер силы трения.
3.9. Теорема об изменении кинетической энергии. Общефизический закон сохранения энергии. Консервативная система. Сохранение полной механической энергии.
3.10. Столкновения. Типы столкновений
ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ.
4.1. Предмет теорий относительности. Классическая теория относительности равномерно движущихся систем отсчёта: преобразования Галилея; теорема сложения скоростей; принцип относительности.
4.2. Теория относительности Эйнштейна: постулаты Эйнштейна; преобразования Лоренца; принцип относительности
Эйнштейна; релятивистская масса, релятивистский импульс, релятивистская энергия, масса и энергия покоя.
4.3. Инерциальные системы отсчёта. Неинерциальные системы отсчёта. Силы инерции. Силы инерции, возникающие в равномерно вращающихся системах отсчета (сила Кориолиса и центробежная сила). Земля как равномерно вращающаяся система отсчета.